DE3744925C2

DE3744925C2 - Insert for bottle for gaseous drinks prodn.

Info

Publication number: DE3744925C2
Application number: DE19873744925
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr. 3414 Hardegsen De Hoffmann; Andreas 3412 Noerten-Hardenberg De Graus; Rudolf 3400 Goettingen De Koehler
Original assignee: Sartorius AG
Current assignee: Sartorius AG
Priority date: 1986-02-08
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1991-12-19
Anticipated expiration: 2007-02-07

Abstract

Insert having selectively permeable membrane walls for dispensing small quantities of yeast or microorganisms into a liquid, esp. in a bottle, ion the prodn. of gaseous drinks by fermentation is constructed as follows. The insert comprises a hydrophilic, selectively permeable area for promoting liquid interchange between the contents of the insert and those of the bottle; the pressure inside the insert is equalized with that in the bottle through a gas outlet.In one embodiment (as shown), the gas outlet is an opening (18') above the liquid level in the bottle.The insert may be a floating object, loosely placed in the bottle and able to adopt various positions

Description

Die Erfindung betrifft ein in einer Getränkeflasche fixier bares Depot mit selektiv permeablen Scheidewänden in Form von porösen Filtermembranen oder porösen Filterkörpern zur Einlagerung und quantitativen Entnahme von Wirkstoffen und Wirkstoffträgern in Form von Hefen oder Mikroorganismen in Flüssigkeiten zur Herstellung gashaltiger Getränke mittels Gärung oder Fermentation, wobei das Depot einen den Flüs sigkeitsaustausch zwischen Depotinhalt und Behälterinhalt fördernden hydrophilen selektiv permeablen Bereich auf weist und sie betrifft die Verwendung solcher Depots zur Herstellung von Getränken, wie es durch die US-PS 40 09 285 bekannt ist.The invention relates to a fixier in a beverage bottle cash deposit with selectively permeable partitions in shape of porous filter membranes or porous filter bodies for Storage and quantitative removal of active ingredients and Active ingredient carriers in the form of yeasts or microorganisms in Liquids for the production of gaseous beverages by means of Fermentation or fermentation, the depot one the rivers Exchange of liquidity between the contents of the depot and the contents of the container promoting hydrophilic selectively permeable region points and it concerns the use of such depots for the production of Beverages such as those described in US Pat. No. 40 09 285 is known.

Unter den vorgenannten Getränken sind insbesondere Wein, Perlwein, Schaumwein, Sekt und Champagner zu verstehen, die in Behältern der verschiedensten Art einschließlich Flaschen hergestellt, darin veredelt und einem Reifeprozeß unterzogen werden. Zur Herstellung derartiger gasbildender bzw. gashaltiger Getränke wird die Flüssigkeit einer Gärung bzw. Fermentation durch Zusatz von Zucker und Hefen ausge setzt. Die Geschmacksintensität trocken oder halbtrocken oder süß wird durch Zugabe von Zuckerstoffen erreicht. Um eine Nachgärung zu vermeiden, muß vor Zugabe dieser Zucker stoffe - bei der Sektherstellung handelt es sich um die sogenannte Versanddosage oder Likördosage - die Hefe quan titativ entfernt werden. Among the drinks mentioned above are in particular wine, To understand sparkling wine, sparkling wine, sparkling wine and champagne, which in containers of all kinds including Bottles produced, refined and a ripening process be subjected. For the production of such gas-generating or gaseous drinks become the liquid of a fermentation or fermentation by adding sugar and yeast puts. The taste intensity is dry or semi-dry or sweet is achieved by adding sugars. Around To avoid post-fermentation must be done before adding this sugar substances - the sparkling wine production is about So-called shipping dosage or liqueur dosage - the quan yeast be removed titatively.

Sekt oder Schaumweine sind veredelte Weingetränke, bei denen die Qualität des Endproduktes in erster Linie von der Qualität des verarbeiteten Weines abhängt. Aus dem ur sprünglichen Verfahren der Flaschengärung, das zuerst von Dom Perignon angewandt wurde, sind inzwischen weitere Verfahren entwickelt worden. Es ist das Ziel all dieser Verfahren, eine möglichst gute Sektqualität zu erreichen.Sparkling wine or sparkling wines are refined wine drinks, at to whom the quality of the end product depends primarily on the Quality of the processed wine depends. From the ur original method of bottle fermentation, the first of Dom Perignon has been applied, more are meanwhile Process has been developed. It is the goal of all of these Process to achieve the best possible sparkling wine quality.

Bei der klassischen Flaschengärung nach dem Champagner verfahren wird durchgegorener Stillwein mit Zucker und Hefen angereichert, so daß nochmals eine Gärung statt findet, die Kohlensäure freisetzt. Nach Abschluß der zweiten Gärung werden die Trübstoffe in Verbindung mit dem Rüttelverfahren beim Degorgieren entfernt. Eine Filtration wird in diesem Falle nicht durchgeführt (VINUM Nr. 12. 1983, Seite 12 bis 23).In classic bottle fermentation after champagne fermented still wine with sugar and Yeast enriched so that fermentation takes place again finds that releases carbon dioxide. After completion of the second fermentation, the turbidity in conjunction with the shaking process when disgorging removed. A Filtration is not carried out in this case (VINUM No. 12. 1983, pages 12 to 23).

Beim Transversierverfahren, einem abgewandelten Flaschen garverfahren, werden die Flaschen mit dem vergorenen Sekt unter Gegendruck entleert, der Sekt wird ebenfalls unter Gegendruck über eine Filteranlage geklärt und wieder in neue Sektflaschen gefüllt. Der Rüttelvorgang und das Degorgieren werden bei diesem Verfahren durch eine Filtration ersetzt. Dieses Verfahren darf nach den der zeitg gültigen Verordnungen der EWG als Flaschengärung bezeichnet werden. Im Unterschied dazu verbleibt bei dem traditionellen Flaschengärverfahren der Schaumwein in der Flasche.In the transversal process, a modified bottle the bottles with the fermented sparkling wine emptied under counter pressure, the sparkling wine is also under Back pressure clarified via a filter system and back in new champagne bottles filled. The shaking process and that In this process, disgorging is carried out by a Filtration replaced. This procedure may be used according to the current regulations of the EEC as bottle fermentation be designated. In contrast, remains with the traditional bottle fermentation of sparkling wine in the Bottle.

Das Verfahren der Großraumgärung hat sich bei fast allen Sektkellereien derzeit durchgesetzt, in denen große Mengen Sekt wirtschaftlich hergestellt werden müssen. Hierbei erfolgt nach der zweiten Gärung des Sektes in der Reifezeit eine Sedimentation der Hefe. Der so vorgeklärte Sekt oder Schaumwein wird anschließend über einen Separator geklärt. The process of large-scale fermentation has changed in almost everyone Sparkling wine cellars are currently being implemented, in large quantities Sparkling wine must be produced economically. Here takes place after the second fermentation of the sparkling wine in the ripening period sedimentation of the yeast. The sparkling wine so clarified or Sparkling wine is then clarified using a separator.

Um die erwünschte Brillanz des Produktes zu erreichen, ist eine weitere Klärung über Schichtenfilter notwendig. Abhängig von den jeweiligen betrieblichen Gegebenheiten wird diese Filtrationsstufe entweder direkt im Separator nachgeschaltet oder erfolgt erst nach der Likördosage bzw. unmittelbar vor Abfüllgang. Die neuzeitliche Schaumwein- und Sektbereitung bedient sich inzwischen hauptsächlich der Filtrationstechnologie (DIE WEINWIRTSCHAFT - TECHNIK Nr. 10-11 Oktober 1985, Seite 336-337).In order to achieve the desired brilliance of the product, further clarification about layer filters is necessary. Depending on the respective operational conditions this filtration stage is either directly in the separator downstream or takes place only after the liquor dosage or immediately before filling. The modern sparkling wine and sparkling wine preparation mainly uses now filtration technology (THE VINEYARD TECHNOLOGY No. 10-11 October 1985, pages 336-337).

Die Flaschengärung bietet bezüglich individueller Kontrolle kleiner Mengen, geringerer Verluste durch Fehlgärungen und anerkannter erreichbarer Sekt- und Schaumweinqualität geschmackliche Qualität, z. B. durch Autolyse der Hefe innerhalb der neunmonatigen Lagerung anerkannte Vorteile, die jedoch bisher nicht wirtschaftlich nutzbar gemacht werden konnten, weil das Problem der quantitativen Entfernung von Heferückständen und Trübstoffen aus der Flaschengärung nicht ohne Entleerung des Flascheninhaltes gelöst werden konnte und somit die wesentlichen Vorteile einer Flaschengärung wieder zunichte gemacht worden sind. Angestrebt wird bei einer traditionellen Flaschengärung, daß das darin aufbereitete, veredelte und gereifte End produkt in diesen Flaschen als Präsentations- und Verkaufs behälter verbleibt.Bottle fermentation offers individual control small quantities, less losses due to incorrect fermentation and recognized achievable sparkling wine and sparkling wine quality taste quality, e.g. B. by autolysis of the yeast Recognized benefits within nine months of storage which, however, have so far not been used economically could be because of the problem of quantitative Removal of yeast residues and cloudy substances from the Bottle fermentation not without emptying the bottle contents could be solved and thus the main advantages bottle fermentation have been destroyed. The aim in traditional bottle fermentation is that the finished, refined and matured end product in these bottles as presentation and sales container remains.

Die nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches bekannte Art der Sektherstellung mittels Flaschengärung ist druck schriftlich nachweislich durch die DE-PS 7 08 253, die US-PS 40 09 285 und die FR-PS 25 37 600 beschrieben.The type known according to the preamble of the main claim the production of sparkling wine by bottle fermentation is pressure in writing demonstrably by DE-PS 7 08 253, the US-PS 40 09 285 and FR-PS 25 37 600 are described.

Das bei dem Gärprozeß im Depot entstehende Kohlendioxyd wird teilweise als Kohlensäure über die Filterfläche an den Behälterinhalt abgegeben, das gasförmige CO₂ soll bei den bekannten Depots aus diesen in den Behälterinhalt ent weichen. Wohl nicht nur aufgrund des Druckanstieges im Depot, sondern wohl auch wegen der zunehmenden Über säuerung, veranlaßt die Hefezellen, fadenförmige Ausleger durch die an sich für die Hefezellen zu kleinen Poren des Filterelementes hindurchwachsen zu lassen, um sich den Zucker aus dem Behälterinhalt zu holen.The resulting in the fermentation process in the depot carbon dioxide is partially released as carbonic acid through the filter surface to the contents of the container, the gaseous CO ₂ from the known depots from these in the container contents. Probably not only because of the pressure increase in the depot, but also because of the increasing acidification, the yeast cells cause filamentous cantilevers to grow through the pores of the filter element, which are too small for the yeast cells, to get the sugar out of the container.

Durch die ältere Patentanmeldung EP 02 10 915 A gehört eine filtrierende Röhrenpatrone zum Stand der Technik, die aus einem perforierten Röhrenkörper und zwei filtrierenden Mem branen besteht, wobei ein Teil der Lochungen des Körpers der Patrone mit einem hydrophilen Membranfilter und der andere Teil der Lochungen mit einem hydrophoben Membran filter bedeckt ist. Die Röhrenpatrone ist im Flaschenhals einer Getränkeflasche fixierbar und letztere ist durch einen Kronenkorkenverschluß verschließbar. Die Röhrenpa trone und und damit der Depotinhalt können nur nach Ent fernen des Kronenkorkenverschlusses aus der Getränkeflasche entfernt werden.One belongs to the older patent application EP 02 10 915 A. prior art filtering tube cartridge made from a perforated tube body and two filtering memes branen consists of part of the perforations of the body the cartridge with a hydrophilic membrane filter and the other part of the perforations with a hydrophobic membrane filter is covered. The tube cartridge is in the bottle neck a drink bottle fixable and the latter is through a crown cap lockable. The Röhrenpa trone and thus the content of the deposit can only be used after Ent remove the crown cap from the beverage bottle be removed.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Depot und ein Verfahren für die vorstehend beschriebene Flaschen gärung zu schaffen, das eine vereinfachte Zugängigkeit zum Depotinhalt von außen ermöglicht.The invention is therefore based on the object of a depot and a method for the bottles described above to create fermentation, which facilitates access to the Depot content from outside possible.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 bzw. 5 angege benen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is indicated by the claims 1 and 5, respectively characteristics resolved. Advantageous further developments are in specified in the subclaims.

Zwei Ausführungsbeispiele sind in der beiliegenden Zeich nung angegeben. Dabei zeigt:Two embodiments are in the accompanying drawing specified. It shows:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen stopfenförmigen Flaschenverschluß mit Kopf und einer Füllöffnung im Kopf, Fig. 1 is a vertical section through a plug-shaped bottle cap with head and a fill opening in the head,

Fig. 2 eine Untersicht unter den Verschluß nach Fig. 1 entsprechend der Linie 2-2 in Fig. 1 und Fig. 2 is a bottom view under the closure of Fig. 1 along the line 2-2 in Fig. 1 and

Fig. 3 eine Variante zu Fig. 1. Fig. 3 shows a variant of Fig. 1,.

Gemäß Fig. 1 hat der Stopfen 14 im Kopf einen Schraubver schluß 40 zum Befüllen des Depots. Dieser Schraubkonus 40 kann auch vor dem Entfernen des unter Druck stehenden Depots zur sanften Entgasung des Depotraumes dienen. Da in der Flasche F am Ende des Gärprozesses ein Druck von etwa 5 bar herrscht, kann es beim Öffnen des Verschlusses zu einer Druckfiltration des Depotinhaltes in die Flasche erfolgen, wenn der Druckabfall in der Flasche beim Öffnen zu schnell erfolgt. Dieser Effekt kann weitgehend ausge schaltet werden, indem das Öffnen der Flaschen F sehr langsam erfolgt bzw. der Druckausgleich zwischen Depot inhalt und Flascheninhalt über den hydrophoben und gas durchlässigen Membranbereich 16′ erfolgt. Die hydrophile Membranfläche 16 hat gemäß Fig. 2 eine hydrophobe und gasdurchlässige Randzone 16′ für den Gasaustausch.Referring to FIG. 1, the plug 14 has a threaded joint in the head circuit 40 for filling the depot. This screw cone 40 can also be used to gently degas the depot space before removing the pressurized depot. Since there is a pressure of about 5 bar in the bottle F at the end of the fermentation process, pressure can be applied to the depot contents in the bottle when the closure is opened if the pressure drop in the bottle takes place too quickly when the bottle is opened. This effect can largely be switched off by opening the bottles F very slowly or by pressure equalization between the contents of the depot and the contents of the bottle via the hydrophobic and gas-permeable membrane region 16 '. In accordance with the hydrophilic membrane surface 16 has Fig. 2 is a hydrophobic and gas-permeable peripheral zone 16 'for gas exchange.

Vorzugsweise ist der Flaschenverschlußstopfen 14 als gas dichter, auch für die Endlagerung nach Beendigung der 2. Gärung geeigneter Stopfen ausgebildet.The bottle stopper 14 is preferably designed as a gas-tight stopper, which is also suitable for final storage after the end of the second fermentation.

Der Außenmantel des Stopfens 14 ist mit einem Dichtungs material 44 auf Korkbasis ausgestattet, der sich sowohl auf dem Oberrand als auch im Flaschenhals selbst als Preßsitz anlegt. Eine Filterunterstützung 43 und gleichzeitige Radialversteifung erhöht den Preßsitz. Zentral ist ein Schraubkonus 40 mit Gewinde 42 und Konus 41 als Verschluß- und Dichtungselement zur Befüllung und Entnahme des Depot inhaltes vorgesehen. Mit dem Schraubkonus 40 kann eine zusätzliche Spreizkraft in Richtung des umschließenden Flaschenhalses erzeugt werden. Ein den Schraubkonus 40 freilassender Drahtknebel 45 hält den Stopfen 14 am Flaschenhals fest.The outer jacket of the stopper 14 is equipped with a sealing material 44 on a cork base, which creates itself as a press fit both on the upper edge and in the bottle neck. A filter support 43 and simultaneous radial stiffening increases the press fit. A screw cone 40 with thread 42 and cone 41 is provided centrally as a closure and sealing element for filling and removing the contents of the depot. With the screw cone 40 , an additional spreading force can be generated in the direction of the surrounding bottle neck. A wire gag 45 which leaves the screw cone 40 free holds the stopper 14 on the bottle neck.

Die Befüllung des Depots mit Hefe W erfolgt entweder beim Lieferanten des Stopfens 14 mit Membran 16, beim Sekt hersteller vor oder nach Eintreiben des Stopfens in die Flasche F. The depot is filled with yeast W either at the supplier of the stopper 14 with membrane 16 , at the sparkling wine manufacturer before or after driving the stopper into the bottle F.

Nach Beendigung der 2. Gärung können die Heferückstände über den Schraubkonus 40 entfernt (z. B. durch Absaugung) oder darin belassen werden. Konzentrierte Versanddosage wird eingefüllt und der Schraubkonus 40 danach durch den Sekthersteller über eine zusätzliche Verschweißung 42′ mit dem Stopfenkörper unlösbar verbunden. Auf diese Weise wird ein Lösen des Schraubkonus 40 zwecks unzulässiger Manipulation ausgeschlossen.After the second fermentation has ended, the yeast residues can be removed via the screw cone 40 (for example by suction) or left therein. Concentrated shipping dosage is poured in and the screw cone 40 is then non-detachably connected by the sparkling wine manufacturer via an additional weld 42 'to the plug body. In this way, loosening of the screw cone 40 for the purpose of inadmissible manipulation is excluded.

Es ist auch möglich, eine die Endsüße des Sektes bestim mende Zuckermenge zusammen mit der darauf abgestimmten Menge Hefe in das Depot einzulagern und mit dem Stopfen die Gärung, Lagerung und Reifung bis zum Verbrauch durch den Endverbraucher durchzuführen.It is also possible to determine the final sweetness of the sparkling wine amount of sugar together with the corresponding amount Store a lot of yeast in the depot and with the stopper fermentation, storage and maturation until consumption to carry out the end consumer.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist anstelle der hydrophobierten Randzone am hydrophilen Filter 16 ein hydrophober und gasdurchlässiger Filter 16′ z. B. aus PTFE in eine seitliche Öffnung 24 des Stopfens 14 eingesiegelt.In the embodiment of Fig. 3 is a hydrophobic and gas-permeable filter 16 'for replacing the hydrophobized edge zone on hydrophilic filter 16. B. sealed in a lateral opening 24 of the plug 14 made of PTFE.

Das Volumen der Depots ist vorzugsweise so zu bemessen, daß einerseits eine Sedimentierung der Hefe in einer Tasche, eine freie Bewegung der Hefe im Depot und eine große Austauschfläche (Membranfläche 16, 16′) gewährleistet ist und andererseits das durch Entnahme des Depots mit entnommene Sektvolumen möglichst klein gehalten wird.The volume of the depots is preferably dimensioned such that on the one hand sedimentation of the yeast in a pocket, free movement of the yeast in the depot and a large exchange surface (membrane surface 16 , 16 ') is ensured and on the other hand the sparkling wine volume removed by removing the depot is kept as small as possible.

Das Material der Kunststoffkörper besteht vorzugsweise aus Polypropylen, Polyäthylen oder einem anderen sich in der Getränkeindustrie bewährtem Kunststoff.The material of the plastic body is preferably made of Polypropylene, polyethylene or any other Beverage industry proven plastic.

Für den Austausch von Flüssigkeit und Gas sind geschmacks neutrale und inerte Membranfilter (Mikrofilter, Ultra filter) zu wählen. Diese können z. B. aus Zellulose derivaten wie Zellulosenitrat oder Zelluloseacetat, aus Nylon 66, PTFE, PP, Polysulfon bestehen. Die Porengröße liegt je nach den in Frage kommenden Wirkstoffen und Wirk stoffträger bzw. Größe der Wirkstoffrückstände zwischen 0,15 µm und 5 µm. Für Ultrafilter können Filter mit einer Ausschlußgrenze cut off 10 000 bis 3 00 000 Verwendung finden. Der Stoffaustausch ist um so besser, je größer die Porengröße bzw. der Cut off-Wert ist. Andererseits muß sichergestellt sein, daß z. B. Hefezellen nicht durch die Poren der Membran hindurchwachsen. Es hat sich daher als vorteilhaft erwiesen, daß die Hefen nicht unmittelbar auf den Membranflächen liegen, wenn diese in die Flüssigkeit eintauchen. Vorzugsweise sollen die Hefezellen die Mög lichkeit haben, sich auf unporösen Flächen des Depots, z. B. in tiefgelegenen Taschen abzulagern z. B. dadurch, daß die Flasche F auf dem Kopf stehend gelagert wird. Die Hefe in Form einer Trockensubstanz kann selbstverständlich während ihrer inaktiven Phase im Depot auf Membranflächen 16, 16′ lagern.For the exchange of liquid and gas, neutral and inert membrane filters (microfilters, ultra filters) are to be selected. These can e.g. B. from cellulose derivatives such as cellulose nitrate or cellulose acetate, made of nylon 66, PTFE, PP, polysulfone. The pore size is between 0.15 µm and 5 µm depending on the active substances and active substance carriers or the size of the active substance residues. Filters with an cut-off limit of 10,000 to 3,000,000 can be used for ultrafilters. The larger the pore size or the cut-off value, the better the mass transfer. On the other hand, it must be ensured that, for. B. yeast cells do not grow through the pores of the membrane. It has therefore proven to be advantageous that the yeasts do not lie directly on the membrane surfaces when they are immersed in the liquid. Preferably, the yeast cells should have the opportunity to move on non-porous surfaces of the depot, e.g. B. in deep pockets z. B. in that the bottle F is stored upside down. The yeast in the form of a dry substance can of course be stored on membrane surfaces 16 , 16 'during its inactive phase in the depot.

Claims

1. In a beverage bottle fixable depot with selectively permeable partitions in the form of porous filter membranes or porous filter bodies for the storage and quantitative removal of active ingredients and active ingredient carriers in the form of yeasts or microorganisms in liquids for the production of gas-containing beverages by means of fermentation or fermentation, the depot has a hydrophilic, selectively permeable region which promotes the exchange of liquid between the depot content and the container content, characterized by a plastic hollow body ( 14 ) with a head which can be pressed into the bottle neck of a beverage bottle (F) and which has a closable filling opening in the ceiling for the hollow body and the latter into the bottle neck insertable part is provided with at least one opening which is closed by an edge-side glued, sealed or welded filter element ( 16 , 16 '), the hollow plastic body ( 14 ) with a head Gagging element ( 45 ) can be fixed on the bottle neck and the filter element ( 16 , 16 ') has a liquid exchange between depot content and container content promoting hydrophilic selectively permeable area ( 16 ) and a gas exchange and pressure balance between depot content and container content promoting hydrophobic and gas permeable area ( 16 ') has.

2. Depot according to claim 1, characterized in that the filling opening by a screw cone ( 40 ) can be closed and the cone ( 41 ) for exerting a radial expanding force on the sealing portion ( 44 ) of the stopper ( 14 ) which can be pressed into the bottle neck Bottle neck reaches into it.

3. Depot according to claim 1 and 2, characterized in that the screw cone ( 40 ) with the plug body is non-detachably connectable.

4. Use of a depot according to one of claims 1 or 2, characterized in that the active ingredients and active fabric carrier are included in the depot after the bottle through a cap forming the depot body is closed with a depot filling opening.

5. Use according to claim 4, characterized in that the active substances and active substance carriers into the depot be closed after a limited time share Removed from the depot and if necessary replaced by other active substances and active substance carriers without removing the depot from the bottle.